CN105319391A - 非线性建筑的雨水流向测量方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非线性建筑的雨水流向测量方法，将非线性建筑模型中的建筑顶面进行网格化细分，以将所述建筑顶面划分为多个顶面子区域，其中，所述子平面为多边形；获取各个多边形顶面子区域中各个顶点在所述建筑模型的Z轴方向上的坐标值，并获取Z轴方向坐标值最小的顶点；根据各个顶面子区域中形成所述坐标值最小的顶点的两条边，分别获取与每条边相邻的第一顶面子区域和第二顶面子区域；将各个顶面子区域的雨水流至所述第一顶面子区域和第二顶面子区域的方向作为雨水在每个顶面子区域中的流向。本发明还公开了一种非线性建筑的雨水流向测量装置。本发明提高了雨水流向测量的准确性。

Description

非线性建筑的雨水流向测量方法及装置

技术领域

本发明涉及建筑领域，尤其涉及一种非线性建筑的雨水流向测量方法及装置。

背景技术

现在的很多建筑在设计并建造时，都会根据当地的降雨量等因素先进行设计，特别是非线性建筑，但是，现在的很多非线性建筑，由于建筑表面的不规则，水流的流向也是不规则的，而现在对水流流向的测量，主要有单向流算法和多向流算法，单向流算法由于将离散化水流现象简化为单一方向的运动，即雨水只向一个方向流，而多向流算法过于分散化，即雨水向四处流散，但是在建筑表面中，雨水一般都是往低处流的，并且流向是不固定的，也就是会往低处的两边流散，因此，单向流算法和多向流算法会出现很多不合理的平行流现象，并且也不完全符合流体运动规律，导致对雨水流向的测量不够准确。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种非线性建筑的雨水流向测量方法及装置，旨在解决雨水流向的测量不够准确的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种非线性建筑的雨水流向测量方法，所述非线性建筑的雨水流向测量方法包括以下步骤：

将非线性建筑模型中的建筑顶面进行网格化细分，以将所述建筑顶面划分为多个顶面子区域，其中，所述子平面为多边形；

获取各个多边形顶面子区域中各个顶点在所述建筑模型的Z轴方向上的坐标值，并获取Z轴方向坐标值最小的顶点；

根据各个顶面子区域中形成所述坐标值最小的顶点的两条边，分别获取与每条边相邻的第一顶面子区域和第二顶面子区域；

将各个顶面子区域的雨水流至所述第一顶面子区域和第二顶面子区域的方向作为雨水在每个顶面子区域中的流向。

优选地，所述将各个顶面子区域的雨水流至所述第一顶面子区域和第二顶面子区域的方向作为雨水在每个顶面子区域中的流向的步骤之后，所述雨水流向测量方法包括：

计算雨水在流动至各个顶面子区域之前流过的所述建筑顶面区域的水平投影面积；

将各个水平投影面积除以所述建筑顶面的总水平投影面积，作为各个顶面子区域的雨水量与所述建筑顶面的总雨水量的比值；

根据预设的雨水量计算公式计算雨水量；

分别将各个顶面子区域的比值与测量的所述雨水量进行相乘，以得到各个顶面子区域的累计雨水量。

优选地，所述计算雨水在流动至各个顶面子区域之前流过的所述建筑顶面区域的水平投影面积的步骤包括：

获取各个顶面子区域的最陡坡向；

根据顶面子区域的最陡坡向的水平投影线，将所述顶面子区域的水平投影区域分割为第一水平投影区域和第二水平投影区域；

获取相邻所述顶面子区域叠加至所述顶面子区域的水平投影面积，并将所述水平投影面积叠加至所述顶面子区域顶面相邻的第一顶面子区域和所述第二顶面子区域；

对与所述第一水平投影区域相邻的第一顶面子区域对应的水平投影面积叠加为所述第一水平投影区域的面积，对与所述第二水平投影区域相邻的第二顶面子区域对应的投影面积叠加为所述第二水平投影区域的面积。

优选地，所述顶面子区域为四边形顶面子区域。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种非线性建筑的雨水流向测量装置，所述非线性建筑的雨水流向测量装置包括：

细分模块，用于将非线性建筑模型中的建筑顶面进行网格化细分，以将所述建筑顶面划分为多个顶面子区域，其中，所述子平面为多边形；

第一获取模块，用于获取各个多边形顶面子区域中各个顶点在所述建筑模型的高度方向上的坐标值，并获取Z轴方向坐标值最小的顶点；

第二获取模块，用于根据各个顶面子区域中形成所述坐标值最小的顶点的两条边，分别获取与每条边相邻的第一顶面子区域和第二顶面子区域；

第一处理模块，用于将各个顶面子区域的雨水流至所述第一顶面子区域和第二顶面子区域的方向作为雨水在每个顶面子区域中的流向。

优选地，所述雨水流向测量装置还包括：

第一计算模块，用于计算雨水在流动至各个顶面子区域之前流过的所述建筑顶面区域的水平投影面积；

第二处理模块，用于将各个水平投影面积除以所述建筑顶面的总水平投影面积，作为各个顶面子区域的雨水量与所述建筑顶面的总雨水量的比值；

第二计算模块，用于根据预设的雨水量计算公式计算雨水量；

相乘模块，用于分别将各个顶面子区域的比值与测量的所述雨水量进行相乘，以得到各个顶面子区域的累计雨水量。

优选地，所述第一计算模块包括：

获取单元，用于获取各个顶面子区域的最陡坡向；

第一处理单元，用于根据顶面子区域的最陡坡向的水平投影线，将所述顶面子区域的水平投影区域分割为第一水平投影区域和第二水平投影区域；

第二处理单元，用于获取相邻所述顶面子区域叠加至所述顶面子区域的水平投影面积，并将所述水平投影面积叠加至所述顶面子区域顶面相邻的第一顶面子区域和所述第二顶面子区域；

叠加单元，用于对与所述第一水平投影区域相邻的第一顶面子区域对应的水平投影面积叠加为所述第一水平投影区域的面积，对与所述第二水平投影区域相邻的第二顶面子区域对应的投影面积叠加为所述第二水平投影区域的面积。

优选地，所述顶面子区域为四边形顶面子区域。

本发明提出的非线性建筑的雨水流向测量方法和装置，先将非线性建筑模型中的建筑顶面进行网格化细分，以将所述建筑顶面划分为多个顶面子区域，获取各个多边形顶面子区域中各个顶点在所述建筑模型的Z轴方向上的坐标值，并获取Z轴方向坐标值最小的顶点，再根据各个顶面子区域中形成所述坐标值最小的顶点的两条边，分别获取与每条边相邻的第一顶面子区域和第二顶面子区域，最后将各个顶面子区域的雨水流至所述第一顶面子区域和第二顶面子区域的方向作为雨水在每个顶面子区域中的流向，而不仅仅是通过单向流算法和多向流算法测量雨水的流向，本发明将各个顶面子区域的雨水流至所述第一顶面子区域和第二顶面子区域的方向作为雨水的流向，提高了雨水流向测量的准确性。

附图说明

图1为本发明非线性建筑的雨水流向测量方法第一实施例的流程示意图；

图2为本发明非线性建筑的雨水流向示意图；

图3为本发明非线性建筑的雨水流向测量方法第二实施例的流程示意图；

图4为本发明测量雨水在流动至各个顶面子区域之前流过的所述建筑顶面区域的水平投影面积较佳实施例的流程示意图；

图5为本发明获取顶面子区域累计投影面积示意图；

图6为本发明非线性建筑的雨水流向测量装置第一实施例的功能模块示意图；

图7为本发明非线性建筑的雨水流向测量装置第二实施例的功能模块示意图；

图8为图7中第一计算模块的细化功能模块示意图。

本发明目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种非线性建筑的雨水流向测量方法。

参照图1，图1为本发明非线性建筑的雨水流向测量方法第一实施例的流程示意图。

本实施例提出一种非线性建筑的雨水流向测量方法，所述非线性建筑的雨水流向测量方法包括：

步骤S10，将非线性建筑模型中的建筑顶面进行网格化细分，以将所述建筑顶面划分为多个顶面子区域，其中，所述子平面为多边形；

在本实施例中，先建立非线性建筑模型，所述建立方式通过应用三维建模软件Rhion(Rhinoceros，犀牛软件，是一种3D造型软件)及其插件Grasshopper进行建立，可以理解的是，也可通过导入其它三维建模软件生成非线性建筑模型，在建立所述非线性建筑模型后，通过所述Rhion软件以及所述Grasshopper插件对所述非线性建筑模型中的建筑顶面进行网格化细分，以将所述建筑顶面划分为多个顶面子区域，其中，所述子平面为多边形，可以理解的是，所述网格化细分方式不局限所述Rhion软件以及所述Grasshopper插件，也可应用其他具有相似功能的软件实现，所述细分可分为三边形、四边形、五边形或六边形等等，为了提高非线性建筑顶面测量的准确性，优选将所述建筑顶面细分为四边形顶面子区域，即所述顶面子区域为四边形顶面子区域，下文的所述顶面子区域均以四边形顶面子区域为例。进一步地，为了提高非线性建筑的雨水方向测量的精确性，还通过应用参数化设计软件Rhino及其插件PanelingTool插件和EvaluateTool插件对四边形顶面子区域进行平面优化，得到光顺平整的各个四边形顶面子区域。

步骤S20，获取各个多边形顶面子区域中各个顶点在所述建筑模型的Z轴方向上的坐标值，并获取Z轴方向坐标值最小的顶点；

在本实施例中，先获取各个多边形顶面子区域中各个顶点在所述建筑模型的Z轴方向上的坐标值，即获取各个顶点在高度方向上的值，再获取各个顶点中在Z轴方向坐标值最小的顶点，将所述坐标值最小的顶点作为顶面子区域的最低顶点。

步骤S30，根据各个顶面子区域中形成所述坐标值最小的顶点的两条边，分别获取与每条边相邻的第一顶面子区域和第二顶面子区域；

在本实施例中，由于所述坐标值最小的顶点是最低顶点，在下雨时，雨水是流经所述坐标值最小的顶点处，因此，先根据各个顶面子区域中形成所述坐标值最小的顶点的两条边，获取与每条边相邻的第一顶面子区域和第二顶面子区域，可参照图2所示，顶面子区域5的右下角有一个坐标值最小的顶点，那么，即可获取形成所述坐标值最小的顶点的两条边，即为顶面子区域5和顶面子区域6之间的共边，以及顶面子区域5和顶面子区域8之间的共边，根据每一个边，即可得到第一顶面子区域为顶面子区域6，第二顶面子区域为顶面子区域8。

步骤S40，将各个顶面子区域的雨水流至所述第一顶面子区域和第二顶面子区域的方向作为雨水在每个顶面子区域中的流向。

在本实施例中，将每个顶面子区域的雨水流至所述第一顶面子区域和第二顶面子区域的方向作为雨水在每个顶面子区域中的流向，同样参照图2所示，当所述顶面子区域5右下角中的所述黑点为坐标值最小的顶点时，可获取顶面子区域5和顶面子区域6之间的共边，以及获取顶面子区域5和顶面子区域8之间的共边，根据两条边，即可知道从顶面子区域5指向顶面子区域6，以及顶面子区域5指向顶面子区域8的两个箭头分别表示：所述顶面子区域5到所述顶面子区域6的雨水流向，以及所述顶面子区域5到所述顶面子区域8的雨水流向。

本实施例提出的非线性建筑的雨水流向测量方法，先将非线性建筑模型中的建筑顶面进行网格化细分，以将所述建筑顶面划分为多个顶面子区域，获取各个多边形顶面子区域中各个顶点在所述建筑模型的Z轴方向上的坐标值，并获取Z轴方向坐标值最小的顶点，再根据各个顶面子区域中形成所述坐标值最小的顶点的两条边，分别获取与每条边相邻的第一顶面子区域和第二顶面子区域，最后将各个顶面子区域的雨水流至所述第一顶面子区域和第二顶面子区域的方向作为雨水在每个顶面子区域中的流向，而不仅仅是通过单向流算法和多向流算法测量雨水的流向，本发明将各个顶面子区域的雨水流至所述第一顶面子区域和第二顶面子区域的方向作为雨水的流向，提高了雨水流向测量的准确性。

进一步地，为了提高非线性建筑的雨水流向测量的灵活性，基于第一实施例提出本发明非线性建筑的雨水流向测量方法的第二实施例，在本实施例中，参照图3，所述步骤S40之后，所述雨水流向测量方法包括：

步骤S50，计算雨水在流动至各个顶面子区域之前流过的所述建筑顶面区域的水平投影面积；

在本实施例中，在得到各个顶面子区域后，可先根据所述Rhion软件以及所述Grasshopper插件自编程序，提取每个顶面子区域中的四个顶点，并将提取的四个顶点输入预设的C#程序中，实现对顶面子区域累计流量比值的测量，由于建顶面在汇流雨水量测量时，需先划分汇水分区，然而非线性建筑顶面的复杂性，使得法仅凭观察就找出分水线，雨水集流路径模拟虽可以观察到雨水的流经路径，但基于粒子系统的生成程序，仍无法较准确的确定分水线位置。因此先将非线性建筑顶面进行网格化细分，从而将非线性问题转化为线性问题，其运算逻辑是先计算出每个顶面子区域的雨水在流动过程中雨水分配情况，然后将各个顶面子区域上流经的雨水量相加，得到的就是各个顶面子区域上累计雨水量，而由于顶面子区域上流经的雨水是受降雨条件影响的不定值，但流经每个顶面子区域的雨水量是与顶面子区域的水平投影面积成正比的，因此本实施例，以顶面子区域的投影面积作为初始雨水量，雨水量分配问题就转化为了面积分配问题，即计算每个顶面子区域流过雨水对应的累计投影面积。而对所述每个顶面子区域流过雨水对应的累计投影面积的计算方式优选通过以下方式实现：获取顶面子区域的最陡坡向；根据顶面子区域的最陡坡向的水平投影线划分顶面子区域的水平投影区域，得到所述顶面子区域划分出来的区域；将划分的区域分给雨水流向的各个顶面子区域；最后，统计每个顶面子区域中得到的水平投影面积，具体的实施方式在下文中详述。

步骤S60，将各个水平投影面积除以所述建筑顶面的总水平投影面积，作为各个顶面子区域的雨水量与所述建筑顶面的总雨水量的比值；

步骤S70，根据预设的雨水量计算公式计算雨水量；

步骤S80，分别将各个顶面子区域的比值与测量的所述雨水量进行相乘，以得到各个顶面子区域的累计雨水量。

在本实施例中，将每个顶面子区域的雨水量与所述非线性建筑总雨水量的比值问题，通过每个顶面子区域的累计投影面积与所述非线性建筑对应的总水平投影面积的比值来获得，最后将所述比值与预设的雨水量计算公式对应的雨水量进行相乘，得到每个顶面子区域的累计雨水量，而所述预设的雨水量计算公式为：q_y＝q_jΨF/1000；

式中，q_y—设计雨水流量(L/s)；q_j—设计降雨强度(L/s·ha)；ψ—径流系数；F—汇水面积(m2)。

而所述设计降雨强度的计算公式为：q＝167A₁(1+C1gP)/(t+b)ⁿ；

式中，q—暴雨设计强度；t—降雨历时；P—设计重现期；A1，C，n，b—表示待定参数，其中，所述t—降雨历时可预设为5分钟。

本实施例先计算每个顶面子区域流过雨水对应的累计投影面积，并将每个顶面子区域的累计投影面积除以所述非线性建筑对应的总水平投影面积，作为每个顶面子区域的雨水量与所述非线性建筑总雨水量的比值，最后将所述比值与预设的雨水量计算公式对应的雨水量进行相乘，得到每个顶面子区域的累计雨水量，提高了雨水量测量的准确性。

可以理解的是，由于雨水流向是确定的，那么在获取到各个顶面子区域的4个顶点、四个点中的最低点、以及每个顶面子区域上的雨水流向(即平面的最陡坡向)时，将这三个数据输入到一个流量分配计算程序中，就可以得到每个顶面子区域的流量值。

进一步地，为了提高非线性建筑的雨水流向测量的准确性，基于第二实施例提出本发明非线性建筑的雨水流向测量方法的第三实施例，在本实施例中，参照图4，所述步骤S50包括：

步骤S51，获取各个顶面子区域的最陡坡向；

步骤S52，根据顶面子区域的最陡坡向的水平投影线，将所述顶面子区域的水平投影区域分割为第一水平投影区域和第二水平投影区域；

在本实施例中，先依次获取各个顶面子区域的最陡坡向，并在最陡坡向获取成功时，获取顶面子区域的水平投影区域，以及获取最陡坡向在水平方向上的水平投影线，然后根据顶面子区域的最陡坡向在水平方向上的水平投影线将所述顶面子区域的水平投影区域分割为第一水平投影区域和第二水平投影区域，所述分割可为平均的二等分，也可为不均等的划分，将划分后的第一水平投影区域依次分给雨水流向的第一顶面子区域，将划分后的第二水平投影区域依次分给雨水流向的第二顶面子区域。

步骤S53，获取相邻所述顶面子区域叠加至所述顶面子区域的水平投影面积，并将所述水平投影面积叠加至所述顶面子区域顶面相邻的第一顶面子区域和所述第二顶面子区域；

步骤S54，对与所述第一水平投影区域相邻的第一顶面子区域对应的水平投影面积叠加为所述第一水平投影区域的面积，对与所述第二水平投影区域相邻的第二顶面子区域对应的投影面积叠加为所述第二水平投影区域的面积。

在本实施例中，获取相邻所述顶面子区域叠加至所述顶面子区域的水平投影面积，并将所述水平投影面积叠加至所述顶面子区域顶面相邻的第一顶面子区域和所述第二顶面子区域，并且将与所述第一水平投影区域相邻的第一顶面子区域对应的水平投影面积叠加为所述第一水平投影区域的面积，对与所述第二水平投影区域相邻的第二顶面子区域对应的投影面积叠加为所述第二水平投影区域的面积，以测量雨水在流动至各个顶面子区域之前流过的所述建筑顶面区域的水平投影面积，

为更好理解本实施例，参照图5，所述顶面子区域5中与所述坐标值最小的顶点为所述顶面子区域5右下角顶点，在获取到所述坐标值最小的顶点后，获取经过所述坐标值最小的顶点的最陡坡向所在直线与顶面子区域5的另一个交点，根据所述坐标值最小的顶点与所述交点确定最陡坡向的水平投影线，然后，再获取所述顶面子区域5的水平投影区域，根据所述最陡坡向的水平投影线，即可将所述顶面子区域5的水平投影区域进行划分，划分为第一水平投影区域a和第二水平投影区域b，然后，将划分好的第一水平投影区域分配给第一顶面子区域6，将划分好的第二水平投影区域分配给第二顶面子区域8，可以得知，a区区域分给顶面子区域6，b区区域分给顶面子区域8，此时，若顶面子区域6和顶面子区域8不仅有从顶面子区域5流进的雨水，也有降下来的雨水，将降下雨水的对应的区域设置为1，即可知道所述顶面子区域6的累计雨水面积为a加上1，而所述顶面子区域8的累计雨水面积为b加上1，此时，所述顶面子区域5的雨水面积为1。

进一步地，若此时所述顶面子区域5中流进的雨水是从顶面子区域2中流进来的，而所述顶面子区域2分配至顶面子区域5和顶面子区域3的水平投影区域都是1/2，则所述顶面子区域5将顶面子区域2分配的1/2的水平投影区域再分给所述顶面子区域6和顶面子区域8，使得顶面子区域6得到的累计投影面积为a加上1再加上1/2，同理，顶面子区域8得到的累计投影面积为b加上1再加上1/2，此时，所述顶面子区域5的累计雨水面积为1加上加上1/2。

以此类推，若所述顶面子区域2还有其它顶面子区域中流进雨水，并且其它顶面子区域分配至所述顶面子区域2的水平投影区域为x，则所述顶面子区域6的累计投影面积即为a加上1加上1/2加上再x，而所述顶面子区域8的累计投影面积为b加上1再加上x，所述顶面子区域5的累计雨水面积为1加上1/2再加上x。

在本实施例中，经过多次的循环计算，将每个顶面子区域中的流经的雨水量叠加计算，即得到每个顶面子区域的累积雨水流量值。

本发明进一步提供一种非线性建筑的雨水流向测量装置。

参照图6，图6为本发明非线性建筑的雨水流向测量装置第一实施例的功能模块示意图。

需要强调的是，对本领域的技术人员来说，图6所示功能模块图仅仅是一个较佳实施例的示例图，本领域的技术人员围绕图6所示的非线性建筑的雨水流向测量装置的功能模块，可轻易进行新的功能模块的补充；各功能模块的名称是自定义名称，仅用于辅助理解该非线性建筑的雨水流向测量装置的各个程序功能块，不用于限定本发明的技术方案，本发明技术方案的核心是，各自定义名称的功能模块所要达成的功能。

本实施例提出一种非线性建筑的雨水流向测量装置，所述非线性建筑的雨水流向测量装置包括：

细分模块10，用于将非线性建筑模型中的建筑顶面进行网格化细分，以将所述建筑顶面划分为多个顶面子区域，其中，所述子平面为多边形；

在本实施例中，所述非线性建筑的雨水流向测量装置包括建立模块，所述建立模块建立非线性建筑模型，所述建立方式通过应用三维建模软件Rhion(Rhinoceros，犀牛软件，是一种3D造型软件)及其插件Grasshopper进行建立，可以理解的是，也可通过导入其它三维建模软件生成非线性建筑模型，在建立所述非线性建筑模型后，所述细分模块10通过所述Rhion软件以及所述Grasshopper插件对所述非线性建筑模型中的建筑顶面进行网格化细分，以将所述建筑顶面划分为多个顶面子区域，其中，所述子平面为多边形，可以理解的是，所述网格化细分方式不局限所述Rhion软件以及所述Grasshopper插件，也可应用其他具有相似功能的软件实现，所述细分可分为三边形、四边形、五边形或六边形等等，为了提高非线性建筑顶面测量的准确性，优选将所述建筑顶面细分为四边形顶面子区域，即所述顶面子区域为四边形顶面子区域，下文的所述顶面子区域均以四边形顶面子区域为例。进一步地，为了提高非线性建筑的雨水方向测量的精确性，还通过应用参数化设计软件Rhino及其插件PanelingTool插件和EvaluateTool插件对四边形顶面子区域进行平面优化，得到光顺平整的各个四边形顶面子区域。

第一获取模块20，用于获取各个多边形顶面子区域中各个顶点在所述建筑模型的Z轴方向上的坐标值，并获取Z轴方向坐标值最小的顶点；

在本实施例中，所述第一获取模块20先获取各个多边形顶面子区域中各个顶点在所述建筑模型的Z轴方向上的坐标值，即所述第一获取模块20，获取各个顶点在高直方向上的值，再获取各个顶点中在Z轴方向坐标值最小的顶点，将所述坐标值最小的顶点作为顶面子区域的最低顶点。

第二获取模块30，用于根据各个顶面子区域中形成所述坐标值最小的顶点的两条边，分别获取与每条边相邻的第一顶面子区域和第二顶面子区域；

在本实施例中，由于所述坐标值最小的顶点是最低顶点，在下雨时，雨水是流经所述坐标值最小的顶点处，因此，先根据各个顶面子区域中形成所述坐标值最小的顶点的两条边，所述第二获取模块30获取与每条边相邻的第一顶面子区域和第二顶面子区域，可参照图2所示，顶面子区域5的右下角有一个坐标值最小的顶点，那么，所述第二获取模块30即可获取形成所述坐标值最小的顶点的两条边，即为顶面子区域5和顶面子区域6之间的共边，以及顶面子区域5和顶面子区域8之间的共边，根据每一个边，即可得到第一顶面子区域为顶面子区域6，第二顶面子区域为顶面子区域8。

第一处理模块40，用于将各个顶面子区域的雨水流至所述第一顶面子区域和第二顶面子区域的方向作为雨水在每个顶面子区域中的流向。

在本实施例中，所述第一处理模块40将每个顶面子区域的雨水流至所述第一顶面子区域和第二顶面子区域的方向作为雨水在每个顶面子区域中的流向，同样参照图2所示，当所述顶面子区域5右下角中的所述黑点为坐标值最小的顶点时，所述第二获取模块30可获取顶面子区域5和顶面子区域6之间的共边，以及获取顶面子区域5和顶面子区域8之间的共边，根据两条边，所述第一处理模块40即可知道从顶面子区域5指向顶面子区域6，以及顶面子区域5指向顶面子区域8的两个箭头分别表示：所述顶面子区域5到所述顶面子区域6的雨水流向，以及所述顶面子区域5到所述顶面子区域8的雨水流向。

本实施例提出的非线性建筑的雨水流向测量装置，先将非线性建筑模型中的建筑顶面进行网格化细分，以将所述建筑顶面划分为多个顶面子区域，获取各个多边形顶面子区域中各个顶点在所述建筑模型的Z轴方向上的坐标值，并获取Z轴方向坐标值最小的顶点，再根据各个顶面子区域中形成所述坐标值最小的顶点的两条边，分别获取与每条边相邻的第一顶面子区域和第二顶面子区域，最后将各个顶面子区域的雨水流至所述第一顶面子区域和第二顶面子区域的方向作为雨水在每个顶面子区域中的流向，而不仅仅是通过单向流算法和多向流算法测量雨水的流向，本发明将各个顶面子区域的雨水流至所述第一顶面子区域和第二顶面子区域的方向作为雨水的流向，提高了雨水流向测量的准确性。

进一步地，为了提高非线性建筑的雨水流向测量的灵活性，基于第一实施例提出本发明非线性建筑的雨水流向测量装置的第二实施例，在本实施例中，参照图7，所述雨水流向测量装置还包括：

第一计算模块50，用于计算雨水在流动至各个顶面子区域之前流过的所述建筑顶面区域的水平投影面积；

在本实施例中，在得到各个顶面子区域后，所述第一计算模块50可先根据所述Rhion软件以及所述Grasshopper插件自编程序，提取每个顶面子区域中的四个顶点，并将提取的四个顶点输入预设的C#程序中，实现对顶面子区域累计流量比值的测量，由于建顶面在汇流雨水量测量时，需先划分汇水分区，然而非线性建筑顶面的复杂性，使得法仅凭观察就找出分水线，雨水集流路径模拟虽可以观察到雨水的流经路径，但基于粒子系统的生成程序，仍无法较准确的确定分水线位置。因此先将非线性建筑顶面进行网格化细分，从而将非线性问题转化为线性问题，其运算逻辑是先计算出每个顶面子区域的雨水在流动过程中雨水分配情况，然后将各个顶面子区域上流经的雨水量相加，得到的就是各个顶面子区域上累计雨水量，而由于顶面子区域上流经的雨水是受降雨条件影响的不定值，但流经每个顶面子区域的雨水量是与顶面子区域的水平投影面积成正比的，因此本实施例，以顶面子区域的投影面积作为初始雨水量，雨水量分配问题就转化为了面积分配问题，即计算每个顶面子区域流过雨水对应的累计投影面积。而所述第一计算模块50对所述每个顶面子区域流过雨水对应的累计投影面积的计算方式优选通过以下方式实现：获取顶面子区域的最陡坡向；根据顶面子区域的最陡坡向的水平投影线划分顶面子区域的水平投影区域，得到所述顶面子区域划分出来的区域；将划分的区域分给雨水流向的各个顶面子区域；最后，统计每个顶面子区域中得到的水平投影面积，具体的实施方式在下文中详述。

第二处理模块60，用于将各个水平投影面积除以所述建筑顶面的总水平投影面积，作为各个顶面子区域的雨水量与所述建筑顶面的总雨水量的比值；

第二计算模块70，用于根据预设的雨水量计算公式计算雨水量；

相乘模块80，用于分别将各个顶面子区域的比值与测量的所述雨水量进行相乘，以得到各个顶面子区域的累计雨水量。

在本实施例中，所述第二处理模块60将每个顶面子区域的雨水量与所述非线性建筑总雨水量的比值问题，通过每个顶面子区域的累计投影面积与所述非线性建筑对应的总水平投影面积的比值来获得，最后所述相乘模块80将所述比值与预设的雨水量计算公式对应的雨水量进行相乘，得到每个顶面子区域的累计雨水量，而所述预设的雨水量计算公式为：q_y＝q_jΨF/1000；

式中，q_y—设计雨水流量(L/s)；q_j—设计降雨强度(L/s·ha)；ψ—径流系数；F—汇水面积(m2)。

而所述设计降雨强度的计算公式为：q＝167A₁(1+C1gP)/(t+b)ⁿ；

式中，q—暴雨设计强度；t—降雨历时；P—设计重现期；A1，C，n，b—表示待定参数，其中，所述t—降雨历时可预设为5分钟。

本实施例先计算每个顶面子区域流过雨水对应的累计投影面积，并将每个顶面子区域的累计投影面积除以所述非线性建筑对应的总水平投影面积，作为每个顶面子区域的雨水量与所述非线性建筑总雨水量的比值，最后将所述比值与预设的雨水量计算公式对应的雨水量进行相乘，得到每个顶面子区域的累计雨水量，提高了雨水量测量的准确性。

可以理解的是，由于雨水流向是确定的，那么在获取到各个顶面子区域的4个顶点、四个点中的最低点、以及每个顶面子区域上的雨水流向(即平面的最陡坡向)时，将这三个数据输入到一个流量分配计算程序中，就可以得到每个顶面子区域的流量值。

进一步地，为了提高非线性建筑的雨水流向测量的准确性，基于第二实施例提出本发明非线性建筑的雨水流向测量装置的第三实施例，在本实施例中，参照图8，所述第一计算模块50包括：

获取单元51，用于获取各个顶面子区域的最陡坡向；

第一处理单元52，用于根据顶面子区域的最陡坡向的水平投影线，将所述顶面子区域的水平投影区域分割为第一水平投影区域和第二水平投影区域；

在本实施例中，所述获取单元51先依次获取各个顶面子区域的最陡坡向，并在最陡坡向获取成功时，所述获取单元51获取顶面子区域的水平投影区域，以及获取最陡坡向在水平方向上的水平投影线，然后所述第一处理单元52根据顶面子区域的最陡坡向在水平方向上的水平投影线将所述顶面子区域的水平投影区域分割为第一水平投影区域和第二水平投影区域，所述分割可为平均的二等分，也可为不均等的划分，将划分后的第一水平投影区域依次分给雨水流向的第一顶面子区域，将划分后的第二水平投影区域依次分给雨水流向的第二顶面子区域。

第二处理单元53，用于获取相邻所述顶面子区域叠加至所述顶面子区域的水平投影面积，并将所述水平投影面积叠加至所述顶面子区域顶面相邻的第一顶面子区域和所述第二顶面子区域；

叠加单元54，用于对与所述第一水平投影区域相邻的第一顶面子区域对应的水平投影面积叠加为所述第一水平投影区域的面积，对与所述第二水平投影区域相邻的第二顶面子区域对应的投影面积叠加为所述第二水平投影区域的面积。

在本实施例中，所述第二处理单元53获取相邻所述顶面子区域叠加至所述顶面子区域的水平投影面积，并将所述水平投影面积叠加至所述顶面子区域顶面相邻的第一顶面子区域和所述第二顶面子区域，并且所述叠加单元54将与所述第一水平投影区域相邻的第一顶面子区域对应的水平投影面积叠加为所述第一水平投影区域的面积，对与所述第二水平投影区域相邻的第二顶面子区域对应的投影面积叠加为所述第二水平投影区域的面积，以测量雨水在流动至各个顶面子区域之前流过的所述建筑顶面区域的水平投影面积，

为更好理解本实施例，参照图5，在获取到所述坐标值最小的顶点后，获取经过所述坐标值最小的顶点的最陡坡向所在直线与顶面子区域5的另一个交点，根据所述坐标值最小的顶点与所述交点确定最陡坡向的水平投影线，然后，再获取所述顶面子区域5的水平投影区域，根据所述最陡坡向的水平投影线，即可将所述顶面子区域5的水平投影区域进行划分，划分为第一水平投影区域a和第二水平投影区域b，然后，将划分好的第一水平投影区域分配给第一顶面子区域6，将划分好的第二水平投影区域分配给第二顶面子区域8，可以得知，a区区域分给顶面子区域6，b区区域分给顶面子区域8，此时，若顶面子区域6和顶面子区域8不仅有从顶面子区域5流进的雨水，也有降下来的雨水，将降下雨水的对应的区域设置为1，即可知道所述顶面子区域6的累计雨水面积为a加上1，而所述顶面子区域8的累计雨水面积为b加上1，此时，所述顶面子区域5的雨水面积为1。

进一步地，若此时所述顶面子区域5中流进的雨水是从顶面子区域2中流进来的，而所述顶面子区域2分配至顶面子区域5和顶面子区域3的水平投影区域都是1/2，则所述顶面子区域5将顶面子区域2分配的1/2的水平投影区域再分给所述顶面子区域6和顶面子区域8，使得顶面子区域6得到的累计投影面积为a加上1再加上1/2，同理，顶面子区域8得到的累计投影面积为b加上1再加上1/2，此时，所述顶面子区域5的累计雨水面积为1加上加上1/2。

以此类推，若所述顶面子区域2还有其它顶面子区域中流进雨水，并且其它顶面子区域分配至所述顶面子区域2的水平投影区域为x，则所述顶面子区域6的累计投影面积即为a加上1加上1/2加上再x，而所述顶面子区域8的累计投影面积为b加上1再加上x，所述顶面子区域5的累计雨水面积为1加上加上1/2再加上x。

在本实施例中，经过多次的循环计算，将每个顶面子区域中的流经的雨水量叠加计算，即得到每个顶面子区域的累积雨水流量值。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该测量机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，测量机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种非线性建筑的雨水流向测量方法，其特征在于，所述雨水流向测量方法包括以下步骤：

将非线性建筑模型中的建筑顶面进行网格化细分，以将所述建筑顶面划分为多个顶面子区域，其中，所述子平面为多边形；

获取各个多边形顶面子区域中各个顶点在所述建筑模型的Z轴方向上的坐标值，并获取Z轴方向坐标值最小的顶点；

根据各个顶面子区域中形成所述坐标值最小的顶点的两条边，分别获取与每条边相邻的第一顶面子区域和第二顶面子区域；

将各个顶面子区域的雨水流至所述第一顶面子区域和第二顶面子区域的方向作为雨水在每个顶面子区域中的流向。

2.如权利要求1所述的非线性建筑的雨水流向测量方法，其特征在于，所述将各个顶面子区域的雨水流至所述第一顶面子区域和第二顶面子区域的方向作为雨水在每个顶面子区域中的流向的步骤之后，所述雨水流向测量方法包括：

计算雨水在流动至各个顶面子区域之前流过的所述建筑顶面区域的水平投影面积；

将各个水平投影面积除以所述建筑顶面的总水平投影面积，作为各个顶面子区域的雨水量与所述建筑顶面的总雨水量的比值；

根据预设的雨水量计算公式计算雨水量；

分别将各个顶面子区域的比值与测量的所述雨水量进行相乘，以得到各个顶面子区域的累计雨水量。

3.如权利要求2所述的非线性建筑的雨水流向测量方法，其特征在于，所述计算雨水在流动至各个顶面子区域之前流过的所述建筑顶面区域的水平投影面积的步骤包括：

获取各个顶面子区域的最陡坡向；

根据顶面子区域的最陡坡向的水平投影线，将所述顶面子区域的水平投影区域分割为第一水平投影区域和第二水平投影区域；

获取相邻所述顶面子区域叠加至所述顶面子区域的水平投影面积，并将所述水平投影面积叠加至所述顶面子区域顶面相邻的第一顶面子区域和所述第二顶面子区域；

对与所述第一水平投影区域相邻的第一顶面子区域对应的水平投影面积叠加为所述第一水平投影区域的面积，对与所述第二水平投影区域相邻的第二顶面子区域对应的投影面积叠加为所述第二水平投影区域的面积。

4.如权利要求1-3任一项所述的非线性建筑的雨水流向测量方法，其特征在于，所述顶面子区域为四边形顶面子区域。

5.一种非线性建筑的雨水流向测量装置，其特征在于，所述雨水流向测量装置包括：

细分模块，用于将非线性建筑模型中的建筑顶面进行网格化细分，以将所述建筑顶面划分为多个顶面子区域，其中，所述子平面为多边形；

第一获取模块，用于获取各个多边形顶面子区域中各个顶点在所述建筑模型的Z轴方向上的坐标值，并获取Z轴方向坐标值最小的顶点；

第二获取模块，用于根据各个顶面子区域中形成所述坐标值最小的顶点的两条边，分别获取与每条边相邻的第一顶面子区域和第二顶面子区域；

第一处理模块，用于将各个顶面子区域的雨水流至所述第一顶面子区域和第二顶面子区域的方向作为雨水在每个顶面子区域中的流向。

6.如权利要求5所述的非线性建筑的雨水流向测量装置，其特征在于，所述雨水流向测量装置还包括：

第一计算模块，用于计算雨水在流动至各个顶面子区域之前流过的所述建筑顶面区域的水平投影面积；

第二处理模块，用于将各个水平投影面积除以所述建筑顶面的总水平投影面积，作为各个顶面子区域的雨水量与所述建筑顶面的总雨水量的比值；

第二计算模块，用于根据预设的雨水量计算公式计算雨水量；

相乘模块，用于分别将各个顶面子区域的比值与测量的所述雨水量进行相乘，以得到各个顶面子区域的累计雨水量。

7.如权利要求6所述的非线性建筑的雨水流向测量装置，其特征在于，所述第一计算模块包括：

获取单元，用于获取各个顶面子区域的最陡坡向；

第一处理单元，用于根据顶面子区域的最陡坡向的水平投影线，将所述顶面子区域的水平投影区域分割为第一水平投影区域和第二水平投影区域；

第二处理单元，用于获取相邻所述顶面子区域叠加至所述顶面子区域的水平投影面积，并将所述水平投影面积叠加至所述顶面子区域顶面相邻的第一顶面子区域和所述第二顶面子区域；

叠加单元，用于对与所述第一水平投影区域相邻的第一顶面子区域对应的水平投影面积叠加为所述第一水平投影区域的面积，对与所述第二水平投影区域相邻的第二顶面子区域对应的投影面积叠加为所述第二水平投影区域的面积。

8.如权利要求5-7任一项所述的非线性建筑的雨水流向测量装置，其特征在于，所述顶面子区域为四边形顶面子区域。